Sistemas de instalación de radiadores

Sistemas de instalación de radiadores

Los radiadores pueden instalarse de dos formas:

• Sistema monotubular
• Sistema bitubular

Sistema monotubo

Instalación de calefacción en vivienda, con sistema monotubo

En el sistema monotubo los radiadores se conectan en serie. Los radiadores con la tubería, forman un anillo que parte de la caldera, une cada radiador con el siguiente y vuelve a la caldera. Si todo el caudal del bucle pasa por cada radiador y se utilizan válvulas convencionales, el cierre de un radiador pararía la circulación en todos ellos. Por esta razón, cada válvula monotubo está provista de un baipás que permite la circulación en el bucle, aun cuando se hayan cerrado uno o todos los radiadores del mismo. Aparte de los diferentes modelos de cada fabricante, esencialmente existen dos tipos de válvula monotubo: simple reglaje y doble reglaje. La llave de simple reglaje dispone de una manopla de mando que el usuario puede accionar. En estas condiciones, hay que suponer que la válvula estará o todo abierta o todo cerrada. Abierta, pasará por el radiador todo el caudal del bucle y continuará para el siguiente, cerrada, no entrará nada en el radiador, pero todo el caudal continuará hacia el siguiente. La llave de doble reglaje, además de la manopla del usuario, dispone de un tornillo de regulación oculto,​ que permite regular y fijar el caudal que se derivará al radiador correspondiente, cuando la manopla esté abierta por parte del usuario. Con simple reglaje, el salto térmico​ elegido se reparte proporcionalmente a la potencia de cada radiador. En el doble reglaje, el salto térmico en cada radiador será el mismo e igual al del bucle y es el caudal el que se reparte proporcionalmente a la potencia de cada radiador.

De cualquier forma, si P₁ es la potencia emitida por un radiador, q_bucle es el caudal del bucle y t₁ es la temperatura de entrada, la temperatura t₂ para el siguiente radiador será:

{\displaystyle t_{2}=t_{1}-{\frac {0,86.P_{1}}{q_{bucle}}}}

En el bucle, el agua va teniendo una temperatura decreciente y cada radiador trabaja a una temperatura media inferior al anterior, lo cual hay que tenerlo en cuenta a la hora de seleccionarlo, ya que su emisión será menor que la dada por el fabricante como nominal.

Tenida en cuenta esta característica, el sistema tiene ventajas e inconvenientes respecto al sistema bitubular:

ventajas

• Reducción de la longitud de tuberías hasta en un 50% respecto del sistema bitubular, lo que supone además de ahorro económico un ahorro energético en pérdidas de calor en tubería.
• Instalación más segura. Generalmente se utilizan tubos especiales de acero o cobre protegidos, o bien materiales plásticos como el polietileno reticulado, que se instalan en tramos enteros entre radiadores, es decir, sin empalmes, ni accesorios enterrados y con pocos o nulos problemas de corrosión.
• La mano de obra se simplifica grandemente y por tanto debiera de ser más barata.
• En instalaciones domésticas con calderas murales, la instalación se hace particularmente simple, ya que un solo bucle puede coger la totalidad de la vivienda o apartamento. Si bien, hay que tener en cuenta que las pérdidas de carga en las válvulas de radiador se suman, y sobre todo, en el caso de todo el caudal por cada radiador, la pérdida de carga total del anillo, puede llegar a ser más alta que la presión disponible en la bomba de circulación de la caldera, lo cual hay que comprobar y si es necesario dividir los radiadores en dos o más anillos.

inconvenientes

• El precio de las válvulas monotubo es algo superior al de la valvulería para bitubo.
• Al tener que dimensionar los últimos radiadores a menos temperatura, estos resultan más grandes que los correspondientes en bitubo.
• En instalaciones centrales, teniendo en cuenta que los anillos tienen un caudal prácticamente constante, los retornos pueden ser más calientes, sobre todo cuando las válvulas termostáticas se cierran, lo que supone pérdidas de calor en la red general. Evidentemente este inconveniente tiene muchas soluciones, pero no hay que dejar de tenerlo en cuenta.

Sistema bitubo

En este caso los radiadores se instalan en derivación o paralelo. Una tubería de ida parte de la caldera y va dando entrada a todos los radiadores, cuyas salidas son recogidas por otra tubería, que retorna el caudal a la caldera.

Distribución en sistema bitubular

En este tipo de instalación, cada radiador dispone de una válvula de entrada, generalmente por la parte superior, denominada de reglaje, y otra a la salida por la parte inferior, denominada detentor. Por cada radiador deberá circular un caudal igual a su potencia dividida por el salto térmico elegido. El caudal total de la instalación, que deberá suministrar la bomba de circulación, será la suma de los caudales por cada radiador.

La pérdida de carga de la instalación no será la suma como en el caso del monotubo, sino que será la correspondiente al radiador más alejado o más desfavorecido. Teniendo en cuenta que la pérdida de carga del radiador en sí mismo, es despreciable, la pérdida de carga total será la correspondiente a la longitud de tubería necesaria para realizar el circuito del radiador más alejado, más la correspondiente a las válvulas de entrada y salida para su caudal nominal y más la pérdida de carga del sistema de generación. La bomba deberá tener la altura manométrica suficiente para vencer la resistencia del circuito que la tenga mayor, ya que la presión se reparte por igual a todos los puntos del fluido, y si esta es suficiente para superar el circuito más desfavorable, también lo será para los favorables.

Lo característico de este sistema de distribución es que debido a las pérdidas de carga en la tubería, la presión diferencial disminuye cuanto más nos alejamos de la bomba y el caudal total impulsado se reparte en función de esta presión diferencial. Por un radiador con una diferencia de presión grande entre la entrada y la salida, circulará mucho caudal de agua, y al contrario cuando la diferencia es pequeña. Para conseguir que por cada radiador circule el caudal de agua que reclama su potencia, habrá que proceder a un equilibrado hidráulico.

Retorno invertido

Retorno invertido o bucle Tichelmann

El bucle Tichelmann, conocido también como retorno invertido es un sistema ingenioso de distribución bitubular, mediante el cual se consigue igualar la presión diferencial de todos los radiadores. Teniendo en cuenta que la pérdida de carga de cada radiador viene determinada por la longitud de tubería entre la ida y el retorno que le alimenta, el retorno se hace en el orden contrario a la alimentación, es decir el primer radiador que se alimentó, es el último que retorna. De esta forma la longitud tubería de ida más tubería de retorno es la misma para todos los radiadores y, por tanto, su pérdida de carga también.

En principio parece una solución muy simple al problema de equilibrado de las instalaciones bitubulares, sin embargo hay que tener en cuenta que:

En viviendas alargadas, el tubo de retorno prácticamente se duplica, lo que entre mano de obra y tubería se equilibra con el ahorro en válvulas de equilibrado. Cuestión aparte son las pérdidas térmicas que supone esta longitud de tubería añadida. En viviendas con distribución periférica, no supone prácticamente aumento de longitud de tuberías.

Por otra parte, presiones diferenciales iguales en cada radiador, supone caudales iguales en todos los radiadores, independientemente de su potencia, lo cual no parece muy razonable, cosa que se arregla con radiadores de distinto tamaño o, lo que es lo mismo, distintas superficies de intercambio.

El bucle Tichelmann es perfecto cuando todos los emisores de la distribución tienen la misma potencia, por ejemplo: instalación solar con paneles térmicos o distribución de emisores en naves industriales o grandes espacios.